喀斯特贫困山区土地利用结构优化-《江苏农业科学》(2017年15期).docx

龙源版权所有 喀斯特贫困山区土地利用结构优化作者：魏媛　李儒童来源：《江苏农业科学》2017年第15期 摘要：为了解决城市土地利用结构不合理问题，采用计量模型对喀斯特贫困山区贵州省贵阳市土地利用动态度变化、生态可持续发展状况进行定量分析和预测，运用多目标线性规划模型对其土地利用结构进行优化。结果表明，2004—2013年贵阳市土地利用类型变化最大的是林地，呈正向变化，增加了2.816%，其次是水域；2004—2013年贵阳市生态足迹表现出先升后降的趋势，生态承载力表现出下降的态势，生态足迹远远高于生态承载力，表现出生态赤字现象；2020年研究区土地利用结构总体呈现了耕地、林地、建设用地保持不变，草地、水域增加，其他用地减少的趋势，人均生态足迹为1.080 3 hm2，比2020年的预测结果减少了 0.480 9 hm2；人均生态承载力为 0.480 9 hm2，与2020年预测结果相比增加了0.073 7 hm2，表明达到了土地利用结构优化的目的，提高了各类用地的生态经济效益，有利于促进研究区经济绿色可持续发展。 关键词：喀斯特贫困山区；生态足迹；灰色预测；土地可持续利用；多目标线性规划；贵阳市；生态承载力；生态赤字 中图分类号： F323.211文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2017）15-0228-05 十八大提出优化国土空间开发格局。国土是生态文明建设的空间载体，必须珍惜每一寸国土，调整空间结构，有序扩大城市的居住空间、公共设施和绿色空间，保持农业生产空间，逐步、适度地减少农村的生活空间。生态足迹法是评价研究对象可持续发展状况的方法之一[1-2]，目前对土地利用结构优化的研究主要是从理论和方法两方面开展的，在理论方面主要有不确定理论、土地适宜性评价理论、景观生态学理论，方法上主要有线性规划法、灰色预测法等。李鑫等基于不确定理论，对土地利用结构优化进行研究[3]。余光英等将碳平衡引入土地适宜性评价研究中，并选取多目标规划在适宜性评价的基础上对城市圈的碳排放权进行优化配置研究，得出各城市2020年土地利用結构优化结果[4]。李晓丹等采用景观生态学中“斑块-廊道-基质”模式和景观指数对甘肃省土地利用结构进行研究，得出相应结论并对研究区土地利用结构进行优化[5]。曲艺等引入生态优先的概念，用碳氧平衡法分析规划目标年区域用地生态约束，以经济效益最大化为目标，构建基于生态用地约束的土地利用数量结构优化模型，并以江苏省南通市为例进行研究，结果发现优化后可保证区域生态安全[6]。魏媛等运用GIS与RS技术对贵阳喀斯特山地城市土地利用动态变化进行了研究[7]。综上所述，目前国内外已运用不同方法对土地利用结构优化进行研究，但对喀斯特贫困山区城市的研究较少，贵阳市是喀斯特地貌极为显著的地区，近年来由于经济快速发展带来了城市不合理的土地利用结构。因此，本研究对喀斯特贫困山区城市土地利用结构优化进行研究，以期为喀斯特贫困山区土地优化配置以及集约高效利用提供参考。 1研究方法与数据来源 1.1研究区概况 贵阳市位于我国西南区域（24°37′～29°13′N、103°36′～109°35′E），该区地貌有高原、山地、丘陵和盆地，以山地和高原为主，全省的61.7%是山地，30.8%为丘陵，喀斯特地貌显著，占全省土地面积的61.9%，2013年贵阳市总人口379.09万人，土地总面积8 034 km2，人口基数大增长快，1 m2的土地上就有471人，根据贵阳市土地利用变更报告，总的土地面积（8 034 km2）中有耕地271 941 hm2，占土地总面积的33.8%；园地7 452 hm2，占0.93%；林地273 653 hm2，占3406%；牧草地26 670 hm2，占3.32%；建设用地（含居民点及工矿用地、交通用地和水利设施）63 017 hm2，占7.84%；未利用地113 163 hm2，占14.09%。 1.2研究方法 1.2.1生态足迹的计算 在土地面积量化的基础上，在需求层面上计算生态足迹大小，在供给层面上计算生态承载力大小，然后将二者进行比较，最后对生态赤字/盈余进行判断并对生态状况进行评价[8]，计算方法： 1.2.7线性规划模型 把影响土地利用系统的有关因素用一定的参量表示出来，区分可控量（数值有待确定）和不可控量（数值已定）。把可控量当作未知变量，按问题给定的相互关系列出数学方程式或不等式或其他数学表达式，这就是土地利用系统的规划模型。土地利用规划系统的数学模型有很多种类，但有其共同点，即由目标函数和约束条件两部分组成，规划意味着寻求在给定的约束条件下达到最佳目标的途径。用待定变量函数表示土地利用规划系统的功能目标（即效益目标）称为目标函数。设x1、x2、xn为待定变量（系统的土